基于光纖介質的互聯系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于光纖介質的互聯系統，其包括數據存儲設備、數據管理計算機，數據管理計算機包括PCI?Express背板等，第一光電收發器位于PCI?Express背板內，第一中央處理器與第一光電收發器之間通過PCIExpress總線連接，第一光電收發器與第一光纖連接器之間通過光纖連接；數據存儲設備包括第二中央處理器等，第二中央處理器與第二光電收發器之間通過PCI?Express總線連接，第二光電收發器與第二光纖連接器之間通過光纖連接，第二中央處理器與固態存儲盤之間直接通過SATA接口連接。本發明專利技術可保證長距離高帶寬數據的可靠傳輸，減小體積、功耗、成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種互聯系統，特別是涉及一種基于光纖介質的互聯系統。
技術介紹
PCI Express總線是一種計算機領域廣泛使用的高速串行總線技術，其主要技術特點如下(1)2. 5Gbps (1. 0規范)全雙工串行差分物理鏈路，可擴展f 16對鏈路；(2)點對點互聯，采用交換器網絡結構，保證設備間數據通道獨立；(3)基于數據包的傳輸協議，具有先進的錯誤報告處理能力；(4)軟件層與PCI保持兼容，包括總線設備配置、尋址和數據傳輸；(5)規范中允許采用專用線纜或非電氣介質長距離傳輸。由于計算機、通訊領域的CPU、FPGA, ASIC等芯片已大量的集成了接口，因此PCIExpress總線在機載設備中作為內總線得到了廣泛應用。光纖介質傳輸技術在機載設備中的應用已經走向成熟。基于光纖傳輸的FC總線、DVI視頻數據線已經在軍用、民用飛機中得到應用。適應機載環境的高速光電收發芯片，光纖連接器和光纜已有諸多成熟的商業貨架產品，并實現了國產化替代。數據存儲設備與數據管理計算機同屬于機載數據管理分系統，兩者是緊耦合設備。但由于在飛機上的安裝位置不同，之間的互聯距離最長可達10米左右。隨著航空電子技術的發展，對機載數據存儲的峰值帶寬要求已達到IGbps級別，傳統的長距離傳輸總線技術如422、485、HDLC等技術，以及新一代的IEEE1394B、AFDX技術都不能滿足如此高帶寬的數據傳輸。FC總線能夠滿足IGbps級別的數據傳輸帶寬，但是需要專用的接口卡以及復雜的軟件協議，給系統的硬件軟件設計都帶來很大的挑戰。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于光纖介質的互聯系統，其采用光纖介質傳輸PCI Express總線(一種第三代I/O總線)技術，既可保證長距離高帶寬數據的可靠傳輸，又可充分利用設備中已有的PCI Express接口，降低系統的軟件硬件復雜度，減小體積、功耗、成本。本專利技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種基于光纖介質的互聯系統，其特征在于，其包括數據存儲設備、數據管理計算機，數據管理計算機包括PCI Express背板、第一光電收發器、第一光纖連接器、第一中央處理器，第一光電收發器位于PCIExpress背板內，第一中央處理器與第一光電收發器之間通過PCI Express總線連接,第一光電收發器與第一光纖連接器之間通過光纖連接；數據存儲設備包括第二中央處理器、固態存儲盤、第二光電收發器、第二光纖連接器，第二中央處理器與第二光電收發器之間通過PCI Express總線連接，第二光電收發器與第二光纖連接器之間通過光纖連接，第二中央處理器與固態存儲盤之間直接通過SATA接口連接，第二光纖連接器與第一光纖連接器之間通過光纖連接。優選地，所述第一光電收發器和第二光電收發器都采用D-Lightsys公司的SLM-251型光電收發器。優選地，所述第一光纖連接器和第二光纖連接器都采用RADIALL公司的MIL-DTL-38999型圓形光纖連接器。本專利技術的積極進步效果在于本專利技術通過采用光電收發器，實現了 PCIExpress總線信號到光纖信號的收發轉換。本專利技術通過光纖連接器和光纖實現光信號的穩定可靠傳輸。本專利技術米用光纖介質傳輸PCI Express總線(一種第三代I/O總線)技術,既可保證長距離高帶寬數據的可靠傳輸，又可充分利用設備中已有的PCI Express接口，降低系統的軟件硬件復雜度，減小體積、功耗、成本。附圖說明圖1為本專利技術基于光纖介質的互聯系統的原理框圖。圖2為光電收發器與中央處理器連接的示意圖。具體實施例方式下面結合附圖給出本專利技術較佳實施例，以詳細說明本專利技術的技術方案。如圖1所示，本專利技術基于光纖介質的互聯系統包括數據存儲設備、數據管理計算機，數據管理計算機包括PCI Express背板、第一光電收發器、第一光纖連接器、第一中央處理器(CPU)等,第一光電收發器位于PCI Express背板內，第一中央處理器與第一光電收發器之間通過PCI Express總線(PCI Express總線是一種第三代I/O總線技術)連接,第一光電收發器與第一光纖連接器之間通過光纖連接，數據管理計算機內還包括用于各類數據采集和通訊的其他模塊(如離散信號采集模塊，總線數據采集模塊，視頻壓縮模塊等)。數據管理計算機內各類數據匯總到第一中央處理器后，通過第一光電收發器轉換為光信號，發送給遠端的數據存儲設備。數據存儲設備包括第二中央處理器、固態存儲盤(SSD)、第二光電收發器、第二光纖連接器，第二中央處理器與第二光電收發器之間通過PCIExpress總線連接，第二光電收發器與第二光纖連接器之間通過光纖連接，第二中央處理器與固態存儲盤之間直接通過SATA接口連接，第二光纖連接器與第一光纖連接器之間通過光纖連接。數據存儲設備接收數據管理計算機傳來的光信號后，通過第二光電收發器轉換為電信號，發送給第二中央處理器，經第二中央處理器處理后存儲到固態存儲盤。如圖2所示，第一光電收發器或第二光電收發器采用D-Lightsys公司的SLM-251型光電收發器，支持CML電平標準；第一中央處理器或第二中央處理器米用FreeScale公司的MPC8377或MPC8548或同系列的其他集成PCIExpress接口的CPU，支持CML以及LVDS電平標準。CPU與光電收發器內部均含有一對高速差分收發電路(發送端TX+，TX-以及接收端RX+，RX-),采用交流耦合的方式連接。注意CPU的發送端除交流耦合之外，按照PCIExpress的信號規范，還需要在光電收發器的接收端用兩個50歐姆電阻R下拉接地。整個數據過程亦可反向進行。即數據存儲設備中，第二中央處理器讀取固態存儲盤中的數據，由第二光電收發器轉換為光信號并發送給數據管理計算機；數據管理計算機接收到數據存儲設備的光信號后，通過第一光電收發器轉換為電信號并送給第一中央處理器進行處理。數據存儲設備主要用于大容量的數據存儲和管理。數據管理計算機主要用于提供機載總線和其他數據的采集、通訊管理。PCI Express背板是數據管理計算器內的背板，上有多個支持PCI Express總線接口的插槽，用來插放第一中央處理器以及其他模塊，交聯第一中央處理器以及其他模塊的信號，同時背板上載有第一光電收發器。第一光電收發器和第二光電收發器負責PCI Express電信號與光信號之間的全雙工信號轉換。第一光纖連接器和第二光纖連接器是數據存儲設備或數據管理計算機機箱上的圓形連接器，用于內部、外部光纖電纜的連接。第一中央處理器是數據管理計算機內的核心中央處理器，負責管理整個數據管理計算機；第一中央處理器是數據存儲設備內的核心中央處理器，負責接收發送數據，管理固態存儲盤；固態存儲盤是數據存儲設備內的大容量固態硬盤，可拆卸。數據管理計算機和數據存儲設備的機箱之間的長距離傳輸采用了光纖介質。利用光纖傳輸高帶寬數據，具有極小的信號衰減和畸變，同時不受外界電磁干擾。所以保證了長距離高帶寬數據的可靠傳輸。數據管理計算機和數據存儲設備內選用的CPU都集成了PCI Express接口，采用PCI Express總線作為通信協議，與現有常用的遠距離通訊的FC、1394B、以太網等協議相比，硬件上不需要額外的總線接口芯片或接口模塊，因此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于光纖介質的互聯系統，其包括數據存儲設備、數據管理計算機，數據管理計算機包括PCI?Express背板、第一光電收發器、第一光纖連接器、第一中央處理器，其特征在于，第一光電收發器位于PCI?Express背板內，第一中央處理器與第一光電收發器之間通過PCI?Express總線連接，第一光電收發器與第一光纖連接器之間通過光纖連接；數據存儲設備包括第二中央處理器、固態存儲盤、第二光電收發器、第二光纖連接器，第二中央處理器與第二光電收發器之間通過PCI?Express總線連接，第二光電收發器與第二光纖連接器之間通過光纖連接，第二中央處理器與固態存儲盤之間直接通過SATA接口連接，第二光纖連接器與第一光纖連接器之間通過光纖連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于光纖介質的互聯系統，其包括數據存儲設備、數據管理計算機，數據管理計算機包括PCI Express背板、第一光電收發器、第一光纖連接器、第一中央處理器,其特征在于，第一光電收發器位于PCI Express背板內，第一中央處理器與第一光電收發器之間通過PCI Express總線連接，第一光電收發器與第一光纖連接器之間通過光纖連接；數據存儲設備包括第二中央處理器、固態存儲盤、第二光電收發器、第二光纖連接器，第二中央處理器與第二光電收發器之間通過PCI Express...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于樂，吳林峰，
申請(專利權)人：中國航空無線電電子研究所，
類型：發明
國別省市：